Äußeres Mullwitzkees
Massenhaushalt 2006/2007
Jahresbericht der Untersuchung
des Instituts für Meteorologie und Geophysik der Universität Innsbruck
M. Stocker-Waldhuber
Äußeres Mullwitzkees Massenhaushalt 2006/2007
Jahresbericht der Untersuchung des Instituts für Meteorologie und Geophysik der Universität Innsbruck
Der vorliegende Bericht gibt eine Zusammenfassung über den Massenhaushalt des ersten Jahres einer fünf-jährigen Messreihe am Mullwitzkees.
Das Projekt wurde im Auftrag des Nationalparks Hohe Tauern und des Hydrographischen Dienstes (HD) der Abteilung Wasserwirtschaft beim Amt der Tiroler Landesregierung im September 2006 gestartet.
Die Messungen werden mit Hilfe der direkten glaziologischen Methode durchgeführt.
Ziel dieser Messungen ist es, den Zusammenhang zwischen dem Erscheinungsbild des Gletschers und dem lokalen Klima aufzuzeigen.
1. Allgemeines
Das Mullwitzkees befindet sich in der Venedigergruppe in der Kernzone des Nationalparks Hohe Tauern. Der obere Teil des Gletschers (äußeres Mullwitzkees) ist nach Süden ausgerichtet, während der untere Teil (Zettalunitzkees) und speziell die Zunge nach Süd-West bzw. West-Süd-West zeigen. Aufgrund dieser Exposition können die Ergebnisse auch auf andere Gletscher südlich des Alpenhauptkammes angewendet werden.
Die Gletschergrenze stammt aus dem Gletscherinventar von 1998 und wurde anhand von Begehungen und Fotos reduziert (siehe Abbildung 2, Seite 8).
Fläche 1998: 3,24 km-2 Fläche 2007: 3,08 km-2
Die Höhe der Gletscherzunge lag 1998 auf 2610 m und ist im Zuge der Auswertung für das Jahr 2007 auf 2690 m aktualisiert worden.
Der Gletscher erstreckt sich bis in eine Höhe von 3400 m, knapp unterhalb des Hohen Zauns (3450 m).
Aus Messungen im Rahmen des Gletscherinventars von 1998 ist bekannt, dass die Gletscherdicke im größten Teil des Gletschers nur zwischen 50 und 70 m beträgt.
Das Mullwitzkees hat kein tiefes Firnbecken, sondern die Eisdicke wird nach oben hin eher kleiner. Dies und seine südseitige Ausrichtung lassen erwarten, dass der Gletscher auf Klimaänderungen besonders sensibel reagiert.
2. Methode
Zur Bestimmung des Massenhaushalts wird die direkte glaziologische Methode mit fixem Haushaltsjahr verwendet. Dabei wird bestimmt, wie viel Masse der Gletscher im Laufe eines Jahres verliert bzw. gewinnt. Mit einem Jahr ist das hydrologische Jahr gemeint, welches am 01.10. beginnt und am 30.09. endet. Im
während der Ablationsphase 01.05 bis 30.09 an Masse verliert. Daher wird auch von Winter-, Sommer- und Gesamtjahresbilanz gesprochen.
Um die Ablation zu messen, werden Pegel gebohrt, bei denen das freie Ende mehrmals im Jahr abgelesen wird, um so die Eisschmelze an bestimmten Punkten zu kennen. Im Akkumulationsgebiet werden im Frühjahr und Herbst Schächte gegraben, um den Massenzuwachs zu erfassen. Der Massenzuwachs errechnet sich aus Tiefe des Schachtes (bis zum Altschnee) und der gemessenen Dichte des Schnees.
Foto 1. linkes Bild: Frühjahrsschacht mit Dichteabstich Foto 2. rechtes Bild: Pegel Nr. 7 am Zungenende, am 29.07.2007
3. Durchgeführte Arbeiten
3.1 Pegelablesungen
Nach den Installierungsarbeiten im September 2006 war es wichtig, über den Verlauf des hydrologischen Jahres das freie Ende der Pegel abzulesen. Diese Arbeiten wurden am 02.10.2006, 30.04.2007, 29.07.2007 und am 06/07.10.2007 durchgeführt.
3.2 Frühjahrsbegehung
Zur Bestimmung der Winterbilanz müssen am Ende der Akkumulationsphase Schneeschächte gegraben werden. Weiters ist es wichtig, die Änderung der Schneehöhe über den Gletscher zu kennen. Diese wird mit Hilfe von Sondierungen über den ganzen Gletscher gemessen.
Die Frühjahrsbegehung wurde am 30. April und 01. Mai 2007 durchgeführt. Nach der Auffahrt mit dem Auto zur Johanneshütte wurden die Schi ca. 20 Minuten getragen.
Es gab sehr wenig Schnee im gesamten Gebiet und sogar blanke Stellen am Kees.
Übernachtet wurde am Defreggerhaus.
Das Wetter an beiden Tagen: vormittags sonnig und nachmittags Quellwolken mit vereinzelten Schneeschauern. Die Nullgradgrenze lag über 3000 m.
3.3 Herbstbegehung
Bei der Herbstbegehung werden zur Bestimmung der Jahresbilanz Schneeschächte gegraben, Sondierungen durchgeführt und die Ablationspegel abgelesen.
Die Herbstbegehung fand am 06/07.10.2007 statt. Nach der Auffahrt mit dem Auto wurden die Schi bis zur Gletscherzunge getragen. Im unteren Bereich der Zunge lagen 10-15 cm und im oberen Bereich 50 cm Schnee. Es wurden alle Pegel abgelesen, Sondierungen durchgeführt und im Akkumulationsgebiet Schneeschächte gegraben.
Da das Defreggerhaus bereits geschlossen hatte, wurde im Winterraum übernachtet.
Das Wetter an beiden Tagen: erste Auflockerungen am Vormittag des 06.10. und überwiegend Sonnenschein am Gletscher am Nachmittag. Über den Tälern noch starke Quellwolken, aufsteigender Nebel und vereinzelte Cirren. Die Temperatur lag am 06.10. um 17:30 MESZ bei 1,7°C und es war windstill. Am 07.10. den ganzen Tag sonnig und über den Tälern lag Nebel.
3.4 Wetterstation und Totalisator
Wichtige Parameter, die das Haushaltsjahr des Gletschers bestimmen sind unter anderen die Temperatur und der Niederschlag. Daher wurden in der Nähe des Defreggerhauses eine Wetterhütte und ein Totalisator durch den HD aufgestellt.
Ablesungsdatum Messung 1 Messung 2 Messung 3 Messung 4 02.10.2006 52,2 cm 52,1 cm 52,1 cm 52,0 cm 31.10.2006 50,1 cm 50,2 cm 50,3 cm 50,3 cm 30.11.2006 45,8 cm 45,8 cm 45,9 cm 45,7 cm 31.12.2006 44,5 cm 44,5 cm 44,6 cm 44,4 cm 01.05.2007 34,1 cm 34,2 cm 34,2 cm 34,1 cm 02.07.2007 24,7 cm 24,8 cm 24,8 cm 24,7 cm 29.07.2007 21,2 cm 21,3 cm 21,3 cm 21,2 cm 06.10.2007 10,3 cm 10,2 cm 10,2 cm 10,3 cm
Tabell1. Auslesung Totalisator
Am 31.10.2006 wurden mit zwei Technikern des HD zwei neue, ein belüfteter und ein unbelüfteter Temperaturfühler eingebaut und am Logger die Lufttemperatur in °C abgelesen. Am 30.11.2006 war jedoch die Wetterhütte aufgebrochen, eine Türseite lag am Boden und die Messung war ausgefallen. Erst am 29.07.2007 war es möglich, die Wetterhüttentür zur Reparatur ins Tal mitzunehmen. Die Tür wurde durch den HD repariert und anschließend zum Defreggerhaus gebracht, wo auch der Temperaturfühler und der Datenlogger ausgetauscht wurden. Am 06.10.2007 wurden die Temperaturdaten ausgelesen.
4. Auswertung
4.1 Definitionen
Es werden folgende Notationen verwendet:
S gesamte Gletscherfläche B Gesamtjahresbilanz b spezifische Massenbilanz Sa Fläche des Ablationsgebietes Ba Gesamtbilanz der Ablation ba spezifische Bilanz der Ablation Sc Fläche des Akkumulationsgebietes Bc Gesamtbilanz der Akkumulation bc spezifische Bilanz der Akkumulation
wi als Index bedeutet Winter
so als Index bedeutet Sommer H_ELA Höhe der Gleichgewichtslinie
Es gelten folgende Beziehungen:
Für die spezifische Bilanz:
b = bwi + bso Æ bso = b – bwi
bwi = Bwi/S bso = Bso/S b = B/S bc = Bc/Sc ba = Ba/Sa
Für die Fläche und die Gesamtbilanz:
S = Sc + Sa bzw. B = Bc + Ba
4.2 Winterbilanz
Um die Winterbilanz zu bestimmen, wird aus der ermittelten Dichte und Tiefe der Frühjahrsschächte der Wasserwert berechnet. Die Schneehöhe der Sondierungen wird ebenfalls mit der mittleren Dichte der Schächte in Wasseräquivalent umgerechnet. Aus Tabelle 2 sind die Wasserwerte und die mittlere Dichte der Frühjahrsschächte zu entnehmen, bzw. deren Lage aus Abbildung 1, Seite 6.
Schachtnummer Seehöhe [m] Tiefe [m] Dichte [kg/m^3] Wasserwert [mm]
1 3125 1,5 464 697 2 3220 2,25 491 1104 3 3190 4,06 533 2164 4 3335 1,25 439 548 5 3400 0,26 389 101 6 3305 1,55 477 741
Tabelle 2. Frühjahrsschächte
Abbildung 1. Mullwitzkees
Lage der Pegel(P) der Frühjahrs- (Maischächte) und Herbstschächte mit Nummern der Schächte im Frühjahr und Herbst
Höhenstufe Fläche [km^2] Bilanz [10^3m^3] Wasserwert [mm]
2675 0,008 1 88
2725 0,053 4 81
2775 0,074 15 200 2825 0,141 55 392 2875 0,221 86 390 2925 0,273 137 502 2975 0,262 173 661 3025 0,289 207 716 3075 0,259 202 778 3125 0,232 206 888 3175 0,294 303 1031 3225 0,370 333 899 3275 0,293 218 745 3325 0,187 111 596 3375 0,105 26 245
Aus Tabelle 3, Seite 6, sind die Werte der Winterbilanz, gültig von 01.10.2006 bis 30.04.2007, zu entnehmen. Die Winterbilanz Bwi = 2,08*106 m3 der einzelnen Höhenstufen wird durch Integration über die jeweilige Fläche berechnet. Das entspricht, über die Gesamtfläche, einer spezifischen Winterbilanz von bwi = 674 mm.
Bwi = 2,08*106 m3 bwi = 674 mm
4.3 Jahresbilanz
Bei der Jahresbilanz werden die Wasserwerte der einzelnen Pegel, die an repräsentativen Stellen gebohrt werden, betrachtet. Dabei handelt es sich um akkumulierte Wasserwerte. Das heißt, dass die Ablationswerte vom Ende des hydrologischen Jahres (30.09.) mit der mittleren Dichte von Eis ρ = 900 [kg/m3] in Wasserwerte umgerechnet werden. Für die Jahresbilanz ist entscheidend, wie groß die Schneerücklage am Ende des hydrologischen Jahres ist. Daher werden nicht die Werte der Frühjahrsschächte sondern die der Herbstschächte verwendet. Aus Tabelle 4 sind die Wasserwerte und die mittlere Dichte der Herbstschächte und aus Tabelle 5 die Wasserwerte der einzelnen Pegel zu entnehmen, bzw. deren Lage aus Abbildung 1, Seite 6.
Schachtnummer Seehöhe [m] Tiefe [m] Dichte [kg/m^3] Wasserwert [mm]
1 3125 1,6 546 874 2 3250 2,66 516 1372
Tabelle 4. Herbstschächte
Pegelnummer Wasserwert [mm] Pegelnummer Wasserwert [mm]
1 -3130 6 -2120 2 -1820 7 -4220 3 -1860 8 -1630 4 -3650 10 -1700 5 -4100 15 -4400
Tabelle 5. Wasserwerte der Pegel
Zusätzlich werden im Rahmen der Herbstbegehung Sondierungen durchgeführt, um die Verteilung der Altschneedecke zu bestimmen. Mit Hilfe von Fotos, den Sondierungen und den einzelnen Wasserwerten, wird eine Karte, Abbildung 2, Seite 8, mit Isolinien des Wasserwertes erstellt und die Jahresbilanz berechnet. Das Gebiet der Rücklage (Grün) ist bestimmt durch die Schneeverfrachtung während des Jahres. Da der Wind hauptsächlich, und besonders im Winter aus Nord bzw. Nord-West weht, ist es nicht verwunderlich, dass die größten Schneehöhen in den Mulden bzw. im Lee der überströmten Kanten gefunden wurden. Die rote Linie markiert den Übergang zwischen Akkumulations- und Ablationsgebiet. Das Maximum der Ablation wurde am Zungenende bzw. im steilsten Gebiet des Gletschers oberhalb der Zunge gefunden. Aus Tabelle 6, Seite 8, sind die Werte der Jahresbilanz zu entnehmen.
Abbildung 2. Flächen gleichen Wasserwertes der Jahresbilanz gültig für den 30.09.2007
und Gletschergrenze von 1998
Höhenstufe Fläche [km^2] Bilanz [10^3m^3] Wasserwert [mm]
2675 0,008 -33 -4138 2725 0,053 -217 -4091 2775 0,074 -252 -3409 2825 0,141 -393 -2784 2875 0,221 -678 -3067 2925 0,273 -893 -3271 2975 0,262 -659 -2516 3025 0,289 -621 -2148 3075 0,259 -470 -1815 3125 0,232 -220 -948 3175 0,294 -39 -131 3225 0,370 147 397 3275 0,293 -48 -164 3325 0,187 -31 -165 3375 0,105 -38 -362 3425 0,022 -17 -759
Gesamt 3,083 -4462 -1447
Tabelle 6. Flächen- und Jahresbilanz-Höhenverteilung (Werte der Höhenstufe sind Mittelwerte)
Wie bereits bei der Winterbilanz wird über die jeweiligen Flächen integriert und anschließend mit der Gesamtfläche die spezifische Jahresmassenbilanz ermittelt.
B = -4,46*106 m3 b = -1447 mm
Um nun auf die Sommerbilanz zu schließen, werden die Jahresbilanz und die Winterbilanz addiert. Dabei gelten die oben genannten Formeln:
b = bwi + bso Æ bso = b – bwi
Für die Sommerbilanz ergeben sich daher folgende Werte:
Bso = -6,54*106 m3 bso = -2121 mm
5. Zusammenfassung der Ergebnisse
In Tabelle 7 sind die Ergebnisse der Jahres-, Winter- und Sommerbilanz zusammengefasst, und in Abbildung 3 die Jahresbilanz dargestellt.
Jahresbilanz Winter Sommer
Sc= 0,639 km^2 Scwi= 3,040 km^2 Bc= 0,44 10^6m^3 Bcwi= 2,08 10^6m^3 bc= 682 mm bcwi= 684 mm
Sa= 2,444 km^2 Sawi= 0,043 km^2 Ba= -4,90 10^6m^3 Bawi= -0,0004 10^6m^3 ba= -2004 mm bawi= -10 mm
S= 3,083 km^2 S= 3,083 km^2 S= 3,083 km^2 B= -4,46 10^6m^3 Bwi= 2,08 10^6m^3 Bso= -6,54 10^6m^3 b= -1447 mm bwi= 674 mm bso= -2121 mm Sc/S= 0,207 (Sc/S)wi= 0,986 H_ELA= 3163 m
Tabelle 7.Kennzahlen der Jahres-, Winter- und Sommerbilanz
Abbildung 3. Verteilung der Gesamt- und spezifischen Massenbilanz der Höhenstufen
6. Ausblick
Es wird darauf vertraut, dass in den kommenden Jahren die Wetterhütte nicht erneut aufgebrochen wird, und somit Temperaturdaten zur Verfügung stehen werden. Dies liegt jedoch an der Vernunft der Bergsteiger.
7. Mitarbeiter
Die Feldarbeiten bzw. Totalisatorablesungen wurden von J. Lang, M. Stocker- Waldhuber, K. Helfricht, M. Juen durchgeführt. Die Auswertung und der Bericht stammen von M. Stocker-Waldhuber.
